INSTALACIONES 9

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Tema: INST EN EDIFICACIONES 
INST. ELECTRICAS - FUNDAMENTOS 
Docente: Ing° JORGE TAPIA CASTRO 
2019-II 
VIII 
I 
FUNDAMENTOS ELECTRICOS 
En general, la generación de energía eléctrica consiste en 
transformar alguna clase de energía (química, cinética, térmica 
o lumínica, nuclear, solar entre otras), en energía eléctrica. 
 
Para la generación industrial se recurre a instalaciones 
denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las 
transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escalón 
del sistema de suministro eléctrico. 
 
 La generación eléctrica se realiza, básicamente, mediante un 
generador; si bien estos no difieren entre sí en cuanto a su 
principio de funcionamiento, varían en función a la forma en 
que se accionan. 
 
Explicado de otro modo, difiere en qué fuente de energía 
primaria utiliza para convertir la energía contenida en ella, en 
energía eléctrica. 
ENERGIA ELECTRICA 
Desde que se descubrió la corriente alterna y la forma 
de producirla en los alternadores, se ha llevado a cabo 
una inmensa actividad tecnológica para llevar la 
energía eléctrica a todos los lugares habitados del 
mundo, por lo que, junto a la construcción de grandes 
y variadas centrales eléctricas, se han construido 
sofisticadas redes de transporte y sistemas de 
distribución. 
 
Sin embargo, el aprovechamiento ha sido y sigue 
siendo muy desigual en todo el planeta. Así, los países 
industrializados o del primer mundo son grandes 
consumidores de energía eléctrica, mientras que los 
países en vías de desarrollo apenas disfrutan de sus 
ventajas. 
ENERGÍA ELÉCTRICA 
 
Se denomina energía eléctrica a la forma de energía 
que resulta de la existencia de una diferencia de 
potencial entre dos puntos, lo que permite establecer 
una corriente eléctrica entre ambos cuando se los 
pone en contacto por medio de un conductor 
eléctrico. 
 
La energía eléctrica puede transformarse en muchas 
otras formas de energía, tales como la energía 
lumínica o luz, la energía mecánica y la energía 
térmica. 
CORRIENTE ELÉCTRICA 
 
La energía eléctrica se manifiesta como corriente eléctrica, es 
decir, como el movimiento de cargas eléctricas negativas, o 
electrones, a través de un cable conductor metálico como 
consecuencia de la diferencia de potencial que un generador esté 
aplicando en sus extremos. 
Cada vez que se acciona un interruptor, se cierra un circuito 
eléctrico y se genera el movimiento de electrones a través del 
cable conductor. 
 
Las cargas que se desplazan forman parte de los átomos de la 
sustancia del cable, que suele ser metálica, ya que los metales —al 
disponer de mayor cantidad de electrones libres que otras 
sustancias— son los mejores conductores de la electricidad. 
FUENTES DE ENERGÍA ELÉCTRICA 
 
La energía eléctrica apenas existe libre en la Naturaleza de manera 
aprovechable. El ejemplo más relevante y habitual de esta 
manifestación son las tormentas eléctricas. 
 
 La electricidad tampoco tiene una utilidad biológica directa para el 
ser humano, salvo en aplicaciones muy singulares, como pudiera 
ser el uso de corrientes en medicina (electroshock), resultando en 
cambio normalmente desagradable e incluso peligrosa, según las 
circunstancias. 
 
 Sin embargo es una de las más utilizadas, una vez aplicada a 
procesos y aparatos de la más diversa naturaleza, debido 
fundamentalmente a su limpieza y a la facilidad con la que se la 
genera, transporta y convierte en otras formas de energía. 
 Generación de Energía Eléctrica 
 
Actualmente la energía eléctrica se puede obtener de distintos medios, 
que se dividen principalmente en: 
 
Renovables: 
 
Centrales termoeléctricas solares 
Centrales solares fotovoltaicas 
Centrales eólicas 
Centrales hidroeléctricas 
Centrales geo-termoeléctricas 
 
No renovables: 
 
Centrales nucleares 
Combustibles fósiles: 
Centrales de ciclo combinado (quemadores de gas natural) 
Centrales de turbo-gas 
SALUD Y ELECTRICIDAD 
Señal de peligro eléctrico. 
Se denomina riesgo eléctrico al riesgo 
originado por la energía eléctrica. Dentro de 
este tipo de riesgo se incluyen los siguientes: 
Choque eléctrico por contacto con elementos en tensión (contacto 
eléctrico directo), o con masas puestas accidentalmente en tensión 
(contacto eléctrico indirecto). 
 
Quemaduras por choque eléctrico, o por arco eléctrico. 
 
Caídas o golpes como consecuencia de choque o arco eléctrico. 
 
Incendios o explosiones originados por la electricidad. 
 
La corriente eléctrica puede causar efectos inmediatos como 
quemaduras, calambres o fibrilación, y efectos tardíos como trastornos 
mentales. Además puede causar efectos indirectos como caídas, golpes o 
cortes. 
FACTORES QUE INFLUYEN EN EL RIESGO ELÉCTRICO 
SON: 
 
La intensidad de corriente eléctrica. 
 
La duración del contacto eléctrico. 
 
La impedancia del contacto eléctrico, que depende 
fundamentalmente de la humedad, la superficie de contacto y la 
tensión y la frecuencia de la tensión aplicada. 
 
La tensión aplicada. En sí misma no es peligrosa pero, si la 
resistencia es baja, ocasiona el paso de una intensidad elevada y, 
por tanto, muy peligrosa. 
 
La relación entre la intensidad y la tensión no es lineal debido al 
hecho de que la impedancia del cuerpo humano varía con la tensión 
de contacto. 
 
FACTORES QUE INFLUYEN EN EL RIESGO ELÉCTRICO 
SON: 
 
Frecuencia de la corriente eléctrica. A mayor frecuencia, la 
impedancia del cuerpo es menor. Este efecto disminuye al 
aumentar la tensión eléctrica. 
 
Trayectoria de la corriente a través del cuerpo. Al atravesar órganos 
vitales, como el corazón, pueden provocarse lesiones muy graves. 
 
Los accidentes causados por la electricidad pueden ser leves, 
graves e incluso mortales. En caso de muerte del accidentado, 
recibe el nombre de electrocución. 
CENTRALES TERMOELÉCTRICAS 
 
Una central termoeléctrica es un lugar 
empleado para la generación de 
energía eléctrica a partir de calor. 
Rotor de una turbina de una central termoeléctrica. 
 Las centrales que en el futuro utilicen la fusión también serán 
centrales termoeléctricas. Los combustibles más comunes son 
los combustibles fósiles (petróleo, gas natural o carbón), sus 
derivados (gasolina, gasóleo), biocarburantes, residuos sólidos 
urbanos, metano generado en algunas estaciones depuradoras de 
aguas residuales. 
Este calor puede obtenerse tanto de la combustión, de la fisión 
nuclear del uranio u otro combustible nuclear, del sol o del interior 
de la Tierra. 
CENTRALES TÉRMICAS 
SOLARES 
 Una central térmica solar o central 
termosolar es una instalación 
industrial en la que, a partir del 
calentamiento de un fluido mediante 
radiación solar y su uso en un ciclo 
termodinámico convencional, se 
produce la potencia necesaria para 
mover un alternador para la 
generación de energía eléctrica como 
en una central térmica clásica. 
La captación y concentración de los rayos solares se hacen por medio de 
espejos con orientación automática que apuntan a una torre central donde 
se calienta el fluido, o con mecanismos más pequeños de geometría 
parabólica. 
El conjunto de la superficie reflectante y su dispositivo de orientación se 
denomina heliostato. Su principal problema medioambiental es la 
necesidad de grandes extensiones de territorio que dejan de ser útiles para 
otros usos (agrícolas, forestales, etc.). 
La central termosolar PS10, de 11 megavatios de 
potencia, funcionando en Sevilla, España. 
http://es.wikipedia.org/wiki/PS10
http://es.wikipedia.org/wiki/Sevilla
http://es.wikipedia.org/wiki/Espa%C3%B1a
CENTRALES GEOTÉRMICAS 
 
La energía geotérmica es aquella 
energía que puede obtenerse 
mediante el aprovechamiento del 
calor del interior de la Tierra. El 
término "geotérmico" viene del 
griego geo (Tierra), y thermos 
(calor). 
Este calor interno calienta hastalas capas de agua más profundas: 
al ascender, el agua caliente o el vapor producen manifestaciones, 
como los géiseres o las fuentes termales, utilizadas para 
calefacción desde la época de los romanos. Hoy en día, los 
progresos en los métodos de perforación y bombeo permiten 
explotar la energía geotérmica en numerosos lugares del mundo. 
 
Para aprovechar esta energía en centrales de gran escala 
necesario que se den temperaturas muy elevadas a poca 
profundidad. 
CENTRALES NUCLEARES 
 
Una central o planta nuclear o atómica es 
una instalación industrial empleada para 
la generación de energía eléctrica a partir 
de energía nuclear. 
 
 Se caracteriza por el empleo de 
combustible nuclear fisionable que 
mediante reacciones nucleares 
proporciona calor que a su vez es 
empleado, a través de un ciclo 
termodinámico convencional, para 
producir el movimiento de alternadores 
que transforman el trabajo mecánico en 
energía eléctrica. 
 
Estas centrales constan de uno o más 
reactores. 
Planta nuclear en Cattenom, Francia. 
http://es.wikipedia.org/wiki/Cattenom
http://es.wikipedia.org/wiki/Francia
CENTRALES HIDROELÉCTRICAS 
 
Una central hidroeléctrica es aquella que se 
utiliza para la generación de energía eléctrica 
mediante el aprovechamiento de la energía 
potencial del agua embalsada en una presa 
situada a más alto nivel que la central. El agua 
se lleva por una tubería de descarga a la sala 
de máquinas de la central, donde mediante 
enormes turbinas hidráulicas se produce la 
electricidad en alternadores. 
Rotor de una turbina de una 
central hidroeléctrica. 
Las dos características principales de una central hidroeléctrica, 
desde el punto de vista de su capacidad de generación de 
electricidad son: 
La potencia, que es función del desnivel existente entre el nivel 
medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, 
y del caudal máximo turbinable, además de las características de la 
turbina y del generador. 
CENTRALES MAREOMOTRICES 
 
Las centrales mareomotrices utilizan el 
flujo y reflujo de las mareas. En 
general, pueden ser útiles en zonas 
costeras donde la amplitud de la marea 
sea amplia y las condiciones 
morfológicas de la costa permitan la 
construcción de una presa que corte la 
entrada y salida de la marea en una 
bahía. 
Se genera energía tanto en el momento del llenado como en el 
momento del vaciado de la bahía. 
 
Actualmente se encuentra en desarrollo la explotación comercial de 
la conversión en electricidad del potencial energético que tiene el 
oleaje del mar, en las llamadas centrales undimotrices. 
CENTRALES EÓLICAS 
 La energía eólica se obtiene 
mediante el movimiento del aire, es 
decir, de la energía cinética 
generada por efecto de las 
corrientes de aire o de las 
vibraciones que el dicho viento 
produce. Los molinos de viento se 
han usado desde hace muchos 
siglos para moler el grano, bombear 
agua u otras tareas que requieren 
una energía. 
En la actualidad se usan aerogeneradores para generar electricidad, 
especialmente en áreas expuestas a vientos frecuentes, como zonas 
costeras, alturas montañosas o islas. La energía del viento está 
relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan 
de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja 
presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión. 
CENTRALES FOTOVOLTAICAS 
 Se denomina energía solar 
fotovoltaica a la obtención de energía 
eléctrica a través de paneles 
fotovoltaicos. Los paneles, módulos 
o colectores fotovoltaicos están 
formados por dispositivos 
semiconductores tipo diodo que, al 
recibir radiación solar, se excitan y 
provocan saltos electrónicos, 
generando una pequeña diferencia de 
potencial en sus extremos. 
 
El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la 
obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y 
aptas para alimentar pequeños dispositivos electrónicos. A mayor 
escala, la corriente eléctrica continua que proporcionan los paneles 
fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en 
la red eléctrica. 
GENERACIÓN A PEQUEÑA ESCALA 
 
Grupo electrógeno 
 
Un grupo electrógeno es una máquina que mueve un generador de energía 
eléctrica a través de un motor de combustión interna. Es comúnmente 
utilizado cuando hay déficit en la generación de energía de algún lugar, o 
cuando hay corte en el suministro eléctrico y es necesario mantener la 
actividad. Una de sus utilidades más comunes es en aquellos lugares 
donde no hay suministro a través de la red eléctrica. 
Pila voltaica 
 
Se denomina ordinariamente pila 
eléctrica a un dispositivo que 
genera energía eléctrica por un 
proceso químico transitorio, tras de 
lo cual cesa su actividad y han de 
renovarse sus elementos 
constituyentes, puesto que sus 
características resultan alteradas 
durante el mismo. 
 
GENERACIÓN A PEQUEÑA ESCALA 
Se trata de un generador primario. Esta energía resulta accesible 
mediante dos terminales que tiene la pila, llamados polos, electrodos 
o bornes. Uno de ellos es el polo negativo o cátodo y el otro es el polo 
positivo o ánodo. En español es habitual llamarla así, mientras que las 
pilas recargables o acumuladores, se ha venido llamando batería. 
Esquema funcional de una pila eléctrica. 
¡Gracias!